浸大通讯

宿主与病原体的互动揭示生物基因组进化与多样性

2025年4月30日

生物世界错综复杂，每个基因、每个细胞都在生命交响曲中扮演着不可或缺的角色。 最近，生物系赵中应教授和谢冬迎博士的一项重要发现，揭示了宿主与病原体之间复杂的互动关系，有助人们理解物种面临疾病如何存活。

宿主通常会发展出抗病原体基因来对抗或缓解威胁，而病原体则可能演化出逃避或抑制免疫系统防御机制的策略，驱使宿主的基因快速变化。 赵教授表示：「宿主与病原体之间的动态互动大大影响基因组进化和生物多样性。理解当中过程不仅揭示基本的生物机制，还对疾病控制和管理具有重要意义。」

赵教授和谢博士领导一项研究，探讨免疫反应基因的演变，结果已发表于《美国国家科学院院刊》。 研究结果证实，基因重复及因应环境挑战（例如暴露于病原体）而产生的功能性变化，可以在近亲物种之间造成生殖屏障，因为宿主微小但快速的基因变化足以阻止不同物种成功繁殖，此过程称为遗传冲突。 研究显示，因应防御病原体而产生的基因变化能引致种类形成，即是新物种出现的进化过程。

此外，研究亦确认宿主与病原体之间的互动是一个持续且不断变化的过程，而每一次变化都显著影响物种的存活和繁衍。 赵教授表示：「宿主和病原体互动所引发的基因冲突不仅影响生物的进化，也为遗传多样性和新物种出现提供了重要的见解。」

不过，这项研究的过程并不平坦。研究涉及两种线虫，由于造成这两个物种生殖不兼容的特定基因演变迅速，所以研究团队在鉴定相关基因时遇上困难。为克服这挑战，团队发展出客制化基因定位方法，就相关基因组片段进行了深入的分析，同时确保实验设计的严谨性。

这项开创性的研究突显了遗传学、进化学与生态学之间的复杂关系，说明生命如何迅速适应病原体等环境压力，更展现了生物界谱出震撼人心的旋律，每个音符都在讲述生存和适应的故事。正如赵教授所言：「理解生物的适应性揭示了生物系统之间的紧密联系，任何一方的变化都可以对物种进化和生物多样性等其他方面产生连锁效应，因此在生物研究中采用跨学科方法尤为重要。」探索各种系统中宿主与病原体之间的动态关系，对于加深我们对免疫疾病的认识至关重要，因为每种生物都有助我们了解在地球上复杂的生存和适应策略。